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软木栎（Quercus suber L.）在地中海盆地生态和经济意义重大，却受 “衰退” 病害困扰。研究人员分析其健康与患病土壤及周边草原微生物多样性，发现真菌或在树木衰退中起关键作用。该研究为防治软木栎衰退提供新方向。
在广袤的地中海盆地，软木栎（
Quercus suber L.）构建起独特的低密林牧系统。它不仅为工业提供珍贵的树皮，还在生态系统中扮演着碳储存、维持生物多样性等重要角色。然而，自 20 世纪 50 年代起，软木栎却陷入了一场致命的 “危机”—— 被称为 “衰退” 的疾病不断侵蚀着它们。多种生物和非生物因素交织在一起，使得软木栎的生存面临巨大挑战。气候变化带来的干旱加剧、病虫害的肆虐，都让这些树木的健康状况每况愈下。与此同时，软木栎林周边的草原，作为重要的生态组成部分，在畜牧和碳固存方面发挥着关键作用，但其土壤微生物群落却一直未被深入研究。在此背景下，为了揭示软木栎衰退的奥秘，探寻土壤微生物群与树木健康之间的关系，来自国外的研究人员开展了这项极具意义的研究。该研究成果发表在《Applied Soil Ecology》上，为保护软木栎林生态系统提供了重要的理论依据 。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先是土壤采样，从西班牙南部的软木栎林及周边草原采集土壤样本，严格规范采样流程以确保样本的代表性；接着进行 DNA 提取和测序，利用特定试剂盒提取 DNA，并对细菌 16S rRNA 基因的 V4 区域和真菌内部转录间隔区（ITS）1 进行扩增，通过 Illumina MiSeq 测序获取数据；最后运用生物信息分析和统计分析，去除测序数据中的杂质，进行物种分类和多样性评估，采用多种统计方法探究微生物群落与树木健康状态的关系 。
研究结果
- 树木衰退特征：通过对比健康与患病软木栎树，发现患病树的胸径、树高略小于健康树，但差异不显著。而在落叶和变色程度上，两者差异明显。健康树落叶少、变色程度低，患病树则落叶率高（20 - 100%），且多呈现高等级变色（如 4 级） 。
- 细菌群落描述：研究共检测到 12 个细菌门和 107 个目。在软木栎树下，主要细菌家族为变形菌门（Proteobacteria，26.29%）、厚壁菌门（Firmicutes，17.14%）和放线菌门（Actinobacteriota，17.14%）。健康和患病软木栎及草原土壤中的细菌家族重合度较高，不过健康草原和健康软木栎树下存在一些独特的细菌家族 。
- 真菌群落描述：样本中的真菌群落涵盖 6 个门和 68 个目，主要集中在子囊菌门（Ascomycota，360 属，64.98%）和担子菌门（Basidiomycota，183 属，33.03%）。健康软木栎林周边草原的真菌属重合度较低，且存在较多独特真菌属；患病软木栎林周边草原的真菌属重合度较高，独特真菌属较少 。
- 稀疏分析和生物多样性测量：细菌和真菌的稀疏曲线表明，研究已采集到足够数量的属，增加采样数量可能不会获得新数据。健康软木栎树的细菌稀疏曲线在很多情况下具有更高的渐近形状，而草原的细菌曲线在健康和患病区域表现相似。真菌稀疏曲线中，健康区域的趋势差异较大，患病树对应的曲线大多在 100 属左右呈渐近形状，健康草原的曲线丰富度多高于 100 。
- 微生物生物多样性分析：细菌家族的 α 多样性在软木栎和草原土壤中无显著差异；真菌属的 α 多样性在不同健康状态下差异显著，尤其是优势属（Hill = -1）和中等丰度属（Hill = 0）。软木栎患病区域的真菌曲线高于健康区域，而草原则相反。此外，真菌群落的优势属比例高于细菌 。
- 差异丰度分析：细菌方面，健康软木栎土壤中，芽孢杆菌科（Gemmatimonadaceae）和诺卡氏菌科（Nocardioidaceae）的存在有差异；真菌方面，患病软木栎土壤中，双担菌属（Geminibasidium）的存在有差异 。
- 功能生态位分析：细菌功能生态位在不同土壤中，以好氧异养细菌、化学营养菌和好氧有机营养菌为主，兼性化能自养和兼性自养细菌在部分土壤中几乎不存在。真菌功能生态位方面，健康软木栎土壤以 ectomycorrhizae 为主，患病软木栎土壤有所不同；健康软木栎林周边草原存在更多根内生真菌 。
研究结论与讨论
研究表明，软木栎林土壤和周边草原在无患病树木时，细菌多样性相似。芽孢杆菌科和诺卡氏菌科在健康软木栎林土壤中大量存在，可能包含抑制树木衰退的生物防治物种；双担菌属在患病软木栎土壤中大量存在，但目前尚未发现其与致病相关。此外，健康软木栎土壤中 ectomycorrhizae 和周边草原中真菌内生菌的显著差异，可能在预防和控制树木衰退中发挥作用。总体而言，真菌而非细菌，可能在软木栎树衰退过程中起关键作用。这项研究为深入理解软木栎林生态系统的微生物机制提供了重要线索，有助于开发针对性的生物防治策略，保护软木栎林生态系统的稳定和可持续发展。
